ISI POMPASI SİSTEMLERİ

Genel olarak ısı pompası sistemleri üç tipe ayrılmaktadır: Havanın enerjisinden yararlanan, hava kaynaklı ısı pompaları, toprağın enerjisinden yararlanan, toprak kaynaklı ısı pompaları ve suyun enerjisinden yararlanan su kaynaklı ısı pompaları.

• Fosil yakıtların ortak özellikleri; tüm fosil yakıtlar sınırlıdır, sonludur ve günün birinde tükenebilir.
• Bunun yanında tüm fosil yakıtlar hidrokarbon esaslı olduğundan (C₆H_y) küresel ısınmaya sebebiyet veren karbondioksit gazı fosil yakıt yakıldığında kaçınılmaz olarak ortaya çıkmaktadır.
• Fosil yakıt kullanımının önemli başka bir olumsuzluğu, birçok ülkenin ithalat giderlerini artırmasıdır
• Ayrıca yanma sonucu ortaya çıkan emisyon yalnızca karbondioksit değildir. SO₆ ve NO₆ gibi diğer zararlı emisyonları da vardır

Isı pompasının yararlandığı çevre enerjileri üç grupta toplanabilir:

• Hava: Havanın enerjisinden yararlanan ısı pompaları (Hava kaynaklı ısı pompası)

• Toprak: Toprağın enerjisinden yararlanan ısı pompaları (Toprak kaynaklı ısı pompası)

• Su: Suyun enerjisinden yararlanan ısı pompaları

Buzdolabında amaç sadece soğutmak idi, fakat ısı pompasının amacı öncelikle ısıtmaktır. Isı pompasında, soğutma çevrimini doğaya yani çevreye uygulanmaktadır.

Kompresörler, sıcaklık seviyesini enerji kaynağından ısıtma devresine yükselten en önemli ısı pompası bileşenidir. Kompresör, buharı sıkıştırma aparatıdır.

• Scroll kompresörler, birisi sabit diğeri uydu şeklinde dönen ve dar tolerans aralıklarıyla çalışan iki spiral elemandan oluşmaktadır. Dönme hareketi yapan iki spiral, soğutucu akışkanı sıkıştırır.

• Pistonlu kompresörler, bir silindir içersinde gidip gelme hareketi yapan bir pistonla sıkıştırma işlemini yapan bu tip kompresörlerde tahrik motorunun dönme hareketi bir krankbiyel sistemi ile doğrusal harekete çevrilir.

• Vidalı kompresör, birisi erkek diğeri dişi bir helisel vida çiftinden meydana gelmektedir. Dönme hareketi ile soğutucu akışkan sıkıştırılır.

Scroll kompresör dışında aşağıdaki kompresör tipleri de kullanılabilmektedir:

• Pistonlu kompresörler

• Paletli dönel kompresörler

• Helisel-vida tipi dönel kompresörler

• Trokoidal kompresörler

• Santrifüj kompresörler

Isı pompası sistemlerinde, soğutucu akışkan aracılığıyla iki ünitede ısı alış verişi gerçekleşmektedir. Isı alış verişi,

• Kondenserde gaz haline gelmiş soğutucu akışkandan ısı çekilerek yoğuşturulması sırasında,
• Evaparatörde, basıncı genleşme valfinde düşürüldükten sonra, buharlaşması sırasında bulunduğu ortamdan ısı çekmesi sırasında

gerçekleşmektedir.

Soğutucu akışkanlarda aranması gereken bazı özellikler aşağıdaki gibi sıralanabilir.

• Soğutucu akışkanın buharlaşma ısısı (buharlaşma sürecinde dışarıdan çektiği ısı miktarı) yüksek olmalıdır.
• Kondenser basıncının düşük olması istenir.

• Evaparatör basıncının yüksek olması istenir.

• Daha az bir enerji girdisi ile daha çok soğutma elde edilmesi istenir.

• Soğutma devresinde nem ve su bulunmamalıdır. Bulunması halinde soğutucu akışkanla zararlı reaksiyonlara girmemelidir.
• Havaya karıştığında yanıcı ve patlayıcı bir ortam oluşturmamalıdır.

• Emniyetli ve güvenilir olmalıdır.

• Kolay sağlanabilmeli, fiyatı düşük olmalıdır.

• Kaçak olması halinde çevreye zarar vermemelidir

Günümüzde tüm dünyada kullanılan soğutucular için numaralandırma sistemi geliştirilmiştir. Bu sistemde soğutucular R harfi ile gösterilmekte, R-12, R-22 gibi soğutucu numaralarıyla belirtilmektedir

1.Isı pompalarının verimli ve emniyetli çalışabilmesi için mutlaka akıllı bir kontrol paneli ile donatılmalıdır.

2.Isıtma sistemlerinde kullanılan ısı pompalarının kontrol panelleri genellikle dış hava sıcaklığına göre tesisat gidiş suyu sıcaklığını otomatik ayarlayabilme, günlük ve haftalık zaman programı ayarlama imkanı, ısı pompasına ait işletim ve hata mesajlarını verebilme gibi özellikler mevcuttur.

3.Kontrol panelleri genellikle ısı pompalarına entegre edilmektedir.

Isı pompaları, müstakil evler, apartmanlar, oteller, iş merkezleri, okullar, hastaneler gibi yeni ve mevcut binaların ısıtılması için uygundur. Tüm ısıtma sistemleri gibi ısı pompaları da hemen hemen tüm uygulamalar için elverişlidir.

Özellikle elektrik tahrikli kompresörlü ısı pompaları en yaygın sistemdir ve günlük hayatta genellikle evsel kullanımlarda da karşımıza çıkmaktadır

iki tipi vardır. Bunlar elektrik tahrikli kompresörlü ısı pompası ve motor tahrikli kompresörlü ısı pompasıdır. Çalışma prensipleri buzdolabınınkine benzeyen elektrik tahrikli kompresörlü ısı pompaları en çok tercih edilen ve en yaygın ısı pompası türüdür.

• Mekanik Kompresörlü Isı Pompaları
• Elektrik Tahrikli Kompresörlü Isı Pompaları
• Çift Kompresörlü Isı Pompaları
• Büyük Kapasiteli Özel imalat Isı Pompaları
• Motor Tahrikli Kompresörlü Isı Pompaları
• Sorbsiyonlu Isı Pompaları
• Absorbsiyonlu Isı Pompaları
• Vuilleumier Isı Pompaları

Çift kompresörlü seri imalat ısı pompası kapasitelerinin yetersiz kaldığı tesislerde, özel imalat ısı pompası üreticileri devreye girmektedir. Bu tür ısı pompaları ilgili ısıtma ve ya soğutma sistemin ihtiyaçlarına göre üretilir.

Absorbsiyonlu ısı pompaları genellikle doğalgaz ile çalışır.Bu tür ısı pompalarında mekanik kompresör yerine termik kompresör kullanılır. Burada çevre ısısını çekmek için amonyak gibi çok düşük sıcaklıklarda ve basınçta buharlaşan bir soğutucu akışkan kullanılır  ve çevreden ısı enerjisi çekilir. Soğutucu akışkan buhar şeklinde absorbere gelir , Burada amonyak su gibi bir solvent tarafından absorbe edilir ve absorbsiyon işlemi sırasında açığa çıkan ısı bir eşanjör vasıtasıyla ısıtma sistemine aktarılır. Amonyak böylece absorber içerisinde suda çözünmüş olarak bulunur.

Adsorbsiyonlu ısı pompalarında aktif karbon, silika jel (cam türünde silikatlar) veya zeolit gibi katı maddeler kullanılır. Bir maden olan ve kaynayan taş olarak da adlandırılan Zeolit’in su buharını bünyesine alma (emme) ve kendisinde tutma veya bağlama (Adsorbsiyon) ve bu esnada 300°C sıcaklık seviyesinde ısı enerjisini dışarı verme (serbest bırakma) özelliği vardır. Buna ekzotermik reaksiyon da denir.

Vuilleumier ısı pompalarının temel prensibi farklı sıcaklık seviyelerindeki iki farklı ısı kaynağının kul-lanılmasına dayanır. Bir gaz brülörü çevrim için gerekli ilk hareketi sağlar ve dış havanın ısı enerjisinden faydalanan eşanjör 2. ısı kaynağı olarak çalışır. -20 °C de-ki dış hava koşullarında bile 75 °C lik bir sıcaklık seviyesine ulaşılabilir. Bu da Vuilleumier ısı pompalarının mevcut binalarda kullanımını kolaylaştırmaktadır.

1. Sistem sayesinde %20’ye yakın ilave tasarruf sağlanmaktadır.
2. Kompakt olması
3. Uygulamasının  basit olması
4. Her türlü gaz yakıtlı sisteme entegre edilebiliyor olmasıdır.

 Etkinlik katsayısı ısıtma kapasitesi ile harcanan enerji arasındaki ilişki olarak tanımlanır.Bir ısı pompası sisteminin verimliliği veya etkinlik katsayısı EN 14511’e göre tayin edilir.

Yıllık performans 4 ifadesi, üretilen ısı enerjisi, ısı pompası sisteminde (devirdaim pompaları ve kompresör dahil) tüketilen elektrik enerjisinin 4 katıdır anlamına gelir.